轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及速度檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程實(shí)踐中，很多場(chǎng)合需要獲取特定對(duì)象的轉(zhuǎn)速，通過(guò)轉(zhuǎn)速獲得其它參數(shù)，比如通過(guò)檢測(cè)輪胎的轉(zhuǎn)速來(lái)獲取汽車(chē)的行駛速度。
[0003]如圖1所示，比較常見(jiàn)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置通常設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元3、感應(yīng)開(kāi)關(guān)1和感應(yīng)齒輪2，感應(yīng)齒輪2包括旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21和感應(yīng)輪齒，感應(yīng)輪齒設(shè)置于旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21上且多個(gè)感應(yīng)輪齒沿旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21的外圓周均勻分布，感應(yīng)開(kāi)關(guān)1與數(shù)據(jù)處理單元3連接；應(yīng)用時(shí)，旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21與轉(zhuǎn)動(dòng)物體同軸連接，使旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21可以隨轉(zhuǎn)動(dòng)物體同步轉(zhuǎn)動(dòng)；感應(yīng)開(kāi)關(guān)1固定于適當(dāng)位置，當(dāng)感應(yīng)輪齒轉(zhuǎn)動(dòng)至與感應(yīng)開(kāi)關(guān)1相對(duì)應(yīng)的位置，感應(yīng)開(kāi)關(guān)1檢測(cè)到感應(yīng)輪齒并向數(shù)據(jù)處理單元3發(fā)送感應(yīng)信號(hào)，數(shù)據(jù)處理單元3根據(jù)感應(yīng)開(kāi)關(guān)1反饋的感應(yīng)信號(hào)的時(shí)序圖，數(shù)據(jù)處理單元3根據(jù)該時(shí)序圖可以計(jì)算出感應(yīng)齒輪2的轉(zhuǎn)速大小，進(jìn)而獲得轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速大小。
[0004]無(wú)疑上述的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置可以檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速大小，然而，利用該轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置無(wú)法檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，由此限制了該轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的使用場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置及方法，利用該轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置可以檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0006]作為第一方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元、感應(yīng)開(kāi)關(guān)和感應(yīng)齒輪，所述感應(yīng)齒輪設(shè)置有旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)和多個(gè)感應(yīng)輪齒，所述多個(gè)感應(yīng)輪齒整體呈圓形間隔分布于所述旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)上，且所述多個(gè)感應(yīng)輪齒的寬度沿該圓形的圓周順序增大；所述感應(yīng)開(kāi)關(guān)與數(shù)據(jù)處理單元連接，所述感應(yīng)開(kāi)關(guān)在檢測(cè)到不同寬度的感應(yīng)輪齒時(shí)，向數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送不同的感應(yīng)信號(hào)，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)所述感應(yīng)信號(hào)獲得感應(yīng)齒輪的轉(zhuǎn)速大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0007]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述多個(gè)感應(yīng)輪齒分布于所述旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)的外圓周上。
[0008]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述多個(gè)感應(yīng)輪齒的寬度沿所述旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)的外圓周呈線性增大。
[0009]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述感應(yīng)輪齒的數(shù)量為7個(gè)，且寬度最小的感應(yīng)輪齒占據(jù)旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)外圓周周長(zhǎng)的1/56，寬度最大的感應(yīng)輪齒占據(jù)旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)外圓周周長(zhǎng)的1/8，相鄰感應(yīng)輪齒的起始位置之間的圓弧長(zhǎng)度為旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)外圓周周長(zhǎng)的1/7。
[0010]本發(fā)明提出的速度檢測(cè)裝置設(shè)置有數(shù)據(jù)處理單元、感應(yīng)開(kāi)關(guān)和感應(yīng)齒輪，所述感應(yīng)齒輪設(shè)置有旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)和多個(gè)感應(yīng)輪齒，所述多個(gè)感應(yīng)輪齒整體呈圓形間隔分布于所述旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)上，且所述多個(gè)感應(yīng)輪齒的寬度沿該圓形的圓周順序增大；所述感應(yīng)開(kāi)關(guān)與數(shù)據(jù)處理單元連接，所述感應(yīng)開(kāi)關(guān)在檢測(cè)到不同寬度的感應(yīng)輪齒時(shí)，向數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送不同的感應(yīng)信號(hào)，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)所述感應(yīng)信號(hào)獲得感應(yīng)齒輪的轉(zhuǎn)速大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。鑒于感應(yīng)齒輪上的感應(yīng)輪齒沿圓周方向順序增大，感應(yīng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到不同寬度的感應(yīng)輪齒時(shí)感應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度或持續(xù)時(shí)間是不同的，因此，當(dāng)感應(yīng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)感應(yīng)信號(hào)所獲得的時(shí)序圖與感應(yīng)齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)是不同的，由此，數(shù)據(jù)處理單元可以根據(jù)感應(yīng)信號(hào)的時(shí)序圖來(lái)判斷感應(yīng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，進(jìn)而得到轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。至于轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速大小，根據(jù)時(shí)序圖也可以輕而易舉的得到，比如根據(jù)感應(yīng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)序圖上所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即可獲得轉(zhuǎn)速。
[0011]因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置可以同時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0012]作為第二方面，本發(fā)明提出了一種轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0013]利用上述任一項(xiàng)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)速檢測(cè)；
[0014]將感應(yīng)齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)物體連接，并使感應(yīng)齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)物體同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述多個(gè)感應(yīng)輪齒的寬度依順時(shí)針?lè)较虺示€性增大，并且，當(dāng)所述感應(yīng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)所述感應(yīng)信號(hào)獲得7個(gè)周期的矩形波，相鄰兩個(gè)矩形波的上升沿相隔的時(shí)間為T(mén)1，所述相鄰兩個(gè)矩形波的下降沿相隔的時(shí)間為T(mén)2，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)T1和T2的關(guān)系判斷感應(yīng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0016]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述感應(yīng)齒輪的瞬時(shí)角速度Vs = d/( I T1-T2 I Xr)，其中，d為旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)外圓周周長(zhǎng)的1/56，r為旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)的半徑。
[0017]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)至少5個(gè)連續(xù)獲得的瞬時(shí)速度Vs計(jì)算所述感應(yīng)齒輪的平均角速度。
[0018]在優(yōu)選地技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)α n = 72d/(TlXT2Xr)計(jì)算所述感應(yīng)齒輪的瞬時(shí)角加速度α η0
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，顯然，通過(guò)該轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法，可以同時(shí)檢測(cè)到轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)速大小和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，進(jìn)而可以更全面地掌握轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)參數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1為相關(guān)技術(shù)中轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例提供的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例提供的感應(yīng)齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為圖2所示轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置在感應(yīng)齒輪沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)一周時(shí)感應(yīng)信號(hào)的時(shí)序圖；
[0025]圖5為圖2所示轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置在感應(yīng)齒輪沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)一周時(shí)感應(yīng)信號(hào)的時(shí)序圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027]1 一感應(yīng)開(kāi)關(guān)2—感應(yīng)齒輪3—數(shù)據(jù)處理單元 21—旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)
[0028]22—第一感應(yīng)輪齒 23—第二感應(yīng)輪齒 24—第三感應(yīng)輪齒
[0029]25一第四感應(yīng)輪齒 26—第五感應(yīng)輪齒 27—第六感應(yīng)輪齒
[0030]28—第七感應(yīng)輪齒S1—第一上升沿S2—第二上升沿
[0031]S3—第三上升沿Π—第一下降沿X2—第二下降沿
[0032]X3—第三下降沿B1—第一矩形波B2—第二矩形波
[0033]B3—第三矩形波B4—第四矩形波B5—第五矩形波
[0034]B6—第六矩形波B7—第七矩形波
【具體實(shí)施方式】
[0035]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0036]本發(fā)明具體實(shí)施例的第一方面提出了一種轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，如圖2所示，該轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置包括感應(yīng)開(kāi)關(guān)1、感應(yīng)齒輪2和數(shù)據(jù)處理單元3，其中，感應(yīng)齒輪2設(shè)置有旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21和七個(gè)齒寬不等的感應(yīng)輪齒，這七個(gè)感應(yīng)輪齒為第一感應(yīng)輪齒22、第二感應(yīng)輪齒齒23、第三感應(yīng)輪齒24、第四感應(yīng)輪齒25、第五感應(yīng)輪齒26、第六感應(yīng)輪齒27和第七感應(yīng)輪齒28，從第一感應(yīng)輪齒22至第七感應(yīng)輪齒28沿逆時(shí)針順序分布在旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21的外圓周，上述七個(gè)感應(yīng)輪齒的具體設(shè)置方式如下:
[0037]從圖3中可以看出，整個(gè)旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21被均分為7塊，每塊占據(jù)的角度為A，上述七個(gè)感應(yīng)輪齒分別占據(jù)其中的一個(gè)塊，且所有的感應(yīng)輪齒的起始位置或結(jié)束位置均位于塊的同一側(cè)，比如，當(dāng)感應(yīng)齒輪2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一感應(yīng)輪齒22的右邊緣、第二感應(yīng)輪齒齒23的上邊緣、第三感應(yīng)輪齒24的上邊緣、第四感應(yīng)輪齒25的左邊緣、第五感應(yīng)輪齒26的左邊緣、第六感應(yīng)輪齒27的下邊緣和第七感應(yīng)輪齒28的右邊緣均為起始位置，且它們均與每個(gè)塊的起始位置重合(從圖3中可以看出，每個(gè)感應(yīng)輪齒和塊均從等分線的位置起始)；再比如，當(dāng)感應(yīng)齒輪2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一感應(yīng)輪齒22的右邊緣、第二感應(yīng)輪齒齒23的上邊緣、第三感應(yīng)輪齒24的上邊緣、第四感應(yīng)輪齒25的左邊緣、第五感應(yīng)輪齒26的左邊緣、第六感應(yīng)輪齒27的下邊緣和第七感應(yīng)輪齒28的右邊緣均為結(jié)束位置，且它們均與每個(gè)塊的結(jié)束位置重合(從圖3中可以看出，每個(gè)感應(yīng)輪齒和塊均從等分線的位置結(jié)束)。如圖3所示，從第一感應(yīng)輪齒22到第七感應(yīng)輪齒28這七個(gè)感應(yīng)輪齒的寬度呈線性增大，且第七感應(yīng)輪齒28的寬度是第一感應(yīng)輪齒22的7倍；在旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21的外圓周上，上述每個(gè)塊所對(duì)應(yīng)的圓弧均分為8個(gè)等份，其中第一感應(yīng)輪齒22所占據(jù)的圓弧為其中的一個(gè)等份，也就是說(shuō)，第一感應(yīng)輪齒22占據(jù)了旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21外圓周的1/56，第七感應(yīng)輪齒28占據(jù)了旋轉(zhuǎn)輪盤(pán)21外圓周的1/8。
[0038]具體應(yīng)用時(shí)，將感應(yīng)齒輪2與轉(zhuǎn)動(dòng)物體連接，使感應(yīng)齒輪2隨轉(zhuǎn)動(dòng)物體同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的，感應(yīng)開(kāi)關(guān)1設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢檬蛊淠軌驒z測(cè)到感應(yīng)輪齒；當(dāng)感應(yīng)齒輪2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)1在檢測(cè)到感應(yīng)輪齒后產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，數(shù)據(jù)處理單元3根據(jù)感應(yīng)信號(hào)生成時(shí)序圖，如